[發明專利]一種球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的系統及方法

有效

• 申請號: 202110996810.7
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113881842B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 左海濱;韋潤培;陳衍彪
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C22B1/20
• 分類號: C22B1/20;C22B1/216
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 岳野

1.一種球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，所述方法使用一種團焙燒還原一體化生產金屬化球團的系統，所述方法包括：

S1、球團礦在鏈篦機上干燥和預熱，在回轉窯內由第一煤氣噴槍提供氧化焙燒所需熱量，進行氧化、脫硫和分解，得到溫度在1200±100℃的高溫球團礦；

S2、步驟S1得到的高溫球團礦經擋板后落入到還原區的臺車上，擋板下設置的第二煤氣噴槍消耗過剩的氧氣，防止氧氣泄露到還原區；擋板下的第一氫氣噴槍為進入還原區臺車的球團礦提供還原所用的氫氣，同時防止氫氣回流到回轉窯；第一氮氣噴槍平衡第一氫氣噴槍產生的負壓環境，保證還原區氣壓平穩；球團礦在臺車上運行的過程中，在第二氫氣噴槍的還原氣氛下持續還原反應；

S3、還原區溫度下降到600℃以下時，氫氣-氮氣的混合氣經第一抽風機抽出，球團礦經第二氮氣噴槍的氮氣冷卻后通過成品輸送機輸出，煙氣經第二抽風機從還原區出口處抽出后經煙道送回回轉窯；

S4、氫氣-氮氣的混合氣經第一抽風機抽出后，經石灰床層，通過壓縮機后進入合成塔，塔前加熱器對合成塔內進行加熱，氫氣-氮氣的混合氣在合成塔內產出氨氣-氫氣-氮氣混合氣，通過冷卻裝置降低溫度，再通過氨分離器分離氨氣，分離的氨氣經加壓液化后通過管道進入液氨儲槽；

所述球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的系統包括鏈篦機、回轉窯、還原區和成品輸送機；

所述回轉窯和所述還原區連接處設置擋板，用于保證球團礦順利落到所述還原區及控制所述回轉窯氣體進入所述還原區的流入量；所述回轉窯內設置有第一煤氣噴槍；所述擋板下方設置第二煤氣噴槍、第一氮氣噴槍及第一氫氣噴槍；在第一氮氣噴槍前設置氮氣隔板，第一氫氣噴槍噴頭設置在氮氣隔板之外；

所述還原區底部設置臺車，所述還原區沿臺車方向設置有若干用于提供還原氫氣的第二氫氣噴槍；所述還原區后段的臺車下方設置有第一抽風機；第一抽風機后設置第二氮氣噴槍；

球團礦在所述鏈篦機上干燥和預熱，在所述回轉窯內氧化、脫硫和分解，然后在所述還原區的臺車上進行氫氣還原，經過氫氣還原處理的球團礦通過成品輸送機輸出；

所述系統還包括氨合成單元：所述氨合成單元包括石灰床層、壓縮機、合成塔、塔前預熱器、冷卻裝置、氨分離器、液氨儲槽；

所述第一抽風機抽出的氫氣-氮氣的混合氣經所述石灰床層，通過壓縮機后進入合成塔，塔前加熱器對合成塔內進行加熱，氫氣-氮氣的混合氣在合成塔內產出氨氣-氫氣-氮氣混合氣，通過冷卻裝置降低溫度，再通過氨分離器分離氨氣，分離的氨氣經加壓液化后通過管道進入液氨儲槽。

2.如權利要求1所述的球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，步驟S2中，在還原區臺車上，球團礦在1200℃到600℃的區間內保持時間不少于25min。

3.如權利要求1所述的球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，所述系統還包括設置在所述還原區出口處的第二抽風機，所述第二抽風機通過煙道和所述回轉窯連接。

4.如權利要求1所述的球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，所述還原區的臺車沿運行方向向上傾斜一定角度。

5.如權利要求1所述的球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，所述擋板下設置一個氣體泄漏預警裝置，用以檢測從所述回轉窯泄漏進入所述還原區的氣體量，當泄漏的氣體大于設定閾值時，發出預警信息。

6.如權利要求1所述的球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，所述還原區內壁設置保溫材料，臺車上設置密封罩；所述第一氫氣噴槍的噴頭朝向臺車運行的右下方。

7.如權利要求1所述的球團焙燒還原一體化生產金屬化球團的方法，其特征在于，所述第一抽風機、第二抽風機的負壓均控制在18-20kPa。